Studienarbeit

Projektthema

Das Thema unseres Praktikums ist Rapid Prototyping. Das heißt die Herstellung von Prototypen in kurzer Zeit. Die Prototypenherstellung ist ein sehr wichtiger Prozess in der modernen Fertigung. Ein Prototyp ist quasi ein Vor- Produkt, das zu Testzwecken vor der Serienfertigung hergestellt wird. In der frühen Entwicklungsphase von Produkten werden bestimmte Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit, Aussehen und vor allem die Tauglichkeit für die Massenproduktion getestet. Früher wurden Prototypen von Hand hergestellt. Meist wurden sie aus Holz in mühevoller Kleinstarbeit hergestellt. Heute werden dazu Rapid Prototyping- Verfahren angewendet.

Unser Projekt besteht darin, einen Prototypen aus Aluminium mittels Sandguss herzustellen.

Der erste Arbeitsschritt ist solid modelling, das Erzeugen einer dreidimensionalen Figur, die dem Original entspricht, auf dem Computer. Zu diesem Zweck haben wir einen ProE- Kurs besucht. Dieses leistungsfähige Programm macht es einfach Teile virtuell zu modellieren.

Diese virtuelle Raumfigur werden wir mittels eines 3D Printers “scheibchenweise“ ausdrucken. Sie wird entweder aus Plaste, Harz oder auch aus Sand hergestellt.

Da jeder von uns unterschiedliche Prozesse untersucht, wird auch jeder eine andere Figur ausdrucken.

Thomas und Torsten werden ein positives Teil ausdrucken, das dem Original entspricht mit dessen Hilfe ein Abdruck in einer Sandform erstellt wird, in der später das Teil gegossen wird. Frank wird die Gussform direkt mit Sand ausdrucken und dadurch einige Prozessstufen sparen.

Am Ende steht die Auswertung. Die wichtigen Fragen sind bei welcher Stückzahl der jeweilige Prozess wirtschaftlich ist, wie viele Prototypen innerhalb der Fertigungstoleranzen hergestellt werden können und wie viel Zeit benötigt wird.

Das war erst mal eine ganz grobe Zusammenfassung unseres Projektes.

Betreut werden wir von Prof. Dimitrov von der Universität Stellenbosch, Prof. Dietrich von der HTW Dresden, Prof. Dürr von der TU Chemnitz, Prof. Kochan, und dem gesamten Laborteam des Rapid Product Development Instituts der Uni Stellenbosch.

Thomas Centner koordiniert und unterstützt unsere Arbeit und nutzt unsere Ergebnisse für seine Diplomarbeit. Er ist Student an der TU Dresden.

Wir werden euch mit unseren aktuellen Ergebnissen auf dem Laufenden halten.

Bericht unserer Arbeit im GCC

Diesen Bericht werde ich sowohl in deutsch, als auch in englisch verfassen, damit alle meine Kollegen wissen worüber ich berichte.

I will write this report in German and in English as well that all of my colleagues also know what this report is about.

Unser Arbeitgeber ist das GCC, das Global Competitiveness Centre, das zur Universität Stellenbosch gehört.

Our employer is the GCC, the Global Competitiveness Centre. It belongs to the University of Stellenbosch.

Unser Arbeitsteam ist eine sehr nette Truppe. Wir werden ab und zu zum Grillen oder zu anderen gemeinsamen Aktivitäten eingeladen.

Our team is a very nice group. Sometimes we were invited for barbeque or for some other activities with them.

Am Anfang unserer Arbeit haben wir verschiedene Prozessketten studiert und einige Fachbegriffe in Englisch gelernt. Englisch ist in unserem Labor die Kommunikationssprache. Danach haben wir einen Pro E- Kurs besucht, wo wir das Grundwissen über dieses CAD Programm vermittelt bekommen haben. Dafür haben wir ein Zertifikat von PTC (Hersteller von Pro E) bekommen.

At the beginning of our work we studied different process chains and picked up some abbreviations in English. English is the communication language in our labour. Afterwards we had a Pro E course, where we were taught the basics of this CAD programme. We passed this course with a certification of PTC (company that produces Pro E).

Nach dem Druck sind die Teile noch sehr instabil und zerbrechlich. Deswegen muss sehr vorsichtig mit den Teilen umgegangen werden.

After the print the parts are very unstable and fragile. Therefore they have to handle very carefully.

Das Pulver, das nicht vom Binder benetzt wurde, wurde zuerst mit einem Pinsel und dann in der Depowdering Station komplett entfernt. Um die Stabilität der fertigen Teiles zu verbessern, wurden die Teile im Ofen bei 70°C vorgetrocknet. Ein Infiltrat wurde dazu verwendet, um die Festigkeit und die Härte der Formen zu steigern. Die Teile wurden anschließend im Ofen getrocknet.

The Powder, was not contracted with the binder, was removed with a brush firstly and in the depowdering station completely removed. To improve the stability the parts was pre dried in an oven at 70°C. An infiltrate was used to increase the strengthens and the hardness of the patterns. Afterwards the part was dried in the oven.

Die gedruckten Formen sind zu rau, um mit ihnen Sandformen herzustellen. Der Sand würde in den Formen stecken bleiben und abbrechen. Deswegen müssen die Formen an allen Kontaktstellen mit Sandpapier geschliffen werden. Diese Handarbeit nahm einen großen Teil der Arbeitszeit ein. Nach der Feinbearbeitung wurden die Teile mit einen Primer eingesprüht.

The printed patterns are too rough to use it for the creation of sand moulds. The sand would be probably stick to the pattern and brake off. Therefore the patterns have to be sanded on all contact surfaces. This hand work took a long part of the project time. After the fine sanding, the parts were sprayed with a primer.